JP2012530195A - 高温耐磨耗性コーティングを有する織物スリーブ、ならびにその組立、構築および硬化方法 - Google Patents

Abstract

高温耐磨耗性コーティングを有する細長い部材を保護するための織物スリーブ、ならびにその組立、構築および硬化方法が提供される。織物スリーブは、非熱硬化性糸により形成される筒状の織物壁を含み、糸の隣接するフィラメント間に隙間が形成される。壁は、外側表面と、細長い部材の受入れのための内側キャビティを設ける内側表面とを有する。フルオロポリマー含有量が約８０重量％であるフルオロポリマー系コーティングが、壁外側表面に塗布される。コーティングは、隙間を保存しつつ、外側表面内に実質的に吸収される。コーティングは、未硬化状態に乾燥され、その後、華氏約７００度以上で硬化される。華氏約７００度以上の温度に晒されて硬化されると、フルオロポリマー系コーティングは、溶融して架橋することにより、壁に向上した耐磨耗性保護を与える。

Description

関連出願との相互参照
本願は、２００９年６月１２日に出願された米国仮出願連続番号第６１／１８６，６０６号の利益を主張し、その全文が引用により本明細書に援用される。

発明の背景
１．技術分野
この発明は、一般に、細長い部材を保護するための織物スリーブに関し、より特定的には、高温織物スリーブに関する。

２．関連技術
筒状スリーブは、たとえば、排気管などの細長い部材を保護し、かつ熱放射に対するバリアを提供するために用いられることが知られている。熱が熱源から外側に放射されることを阻止することにより、たとえば、ワイヤハーネス、センサなどの近傍の部品が、放射熱による損傷から保護される。通常、スリーブは、比較的高温に耐えるために、耐熱性および／または難燃性の糸により構築される。時に、スリーブは複数層を有するように構築されて、熱が外側に放射されることを阻止するのを容易にする。一般的に、これらのスリーブは、初期使用の間には有効であるが、通常、たとえば、道路／地形表面による石および瓦礫などの外部環境要素による損傷を受けやすい。さらに厄介なことには、耐熱性および／または難燃性の糸は、磨耗による損傷を受けやすい傾向がある。

発明に従って製造されるスリーブは、高温織物スリーブの磨耗要素などにより損傷を受ける傾向を解消または大幅に最小化する。

発明の概要
細長い部材を保護するための織物スリーブが提供される。織物スリーブは、糸の隣接するフィラメント間に隙間が形成された非熱硬化性（non-heatsettable）糸により全体が形成される筒状の織物壁を含む。壁は、外側表面と、細長い部材を受けるための内側キャビティを与える内側表面とを有する。フルオロポリマー含有量が約８０重量％のフルオロポリマー系コーティングが、壁外側表面に塗布される。コーティングは、隙間が保存されつつ、外側表面により実質的に吸収され、隙間は、スリーブが増加した柔軟度および伸長度を保持することを可能にする。コーティングは、華氏約７００度以上で硬化するため、華氏約７００度以上の温度に晒されると、フルオロポリマーは溶融して架橋することにより、壁に向上した耐磨耗性保護を与える。

発明の別の局面に従うと、熱放射性の細長い部材の周りに織物スリーブを組立てる方法が提供される。方法は、華氏１０００度以上の温度に耐えることの可能な高温材料により形成される糸により全体が構築される織物壁を有するスリーブを提供する工程を含む。方法は、外側表面と、閉鎖された筒状キャビティを形成する内側表面とを有する壁を提供する工程をさらに含み、内側表面と外側表面との間に隙間が延びる。方法は、８０重量％以上のフルオロポリマーを含有するコーティングを、壁の外側表面上に塗布し、乾燥する工程をさらに含み、フルオロポリマーは、完全に硬化していない状態で残存している。次に、方法は、細長い部材の上に内側表面を配置する工程をさらに含み、次に、細長い部材上に完全に配置すると、方法は、コーティングを華氏約７００度以上に加熱する工程を含み、それにより、フルオロポリマーは溶融して、完全にまたは実質的に完全に硬化した状態に架橋することにより、マルチフィラメント糸に外部磨耗要素からの向上した保護を与える。

発明の別の局面に従うと、細長い部材を保護するための織物スリーブを構築する方法が提供される。方法は、糸の隣接するフィラメント間に隙間が形成された非熱硬化性糸により全体が形成され、かつ外側表面と、細長い部材を受けるための内側キャビティを与える内側表面とを有する筒状の織物壁を形成する工程を含む。次に、フルオロポリマー含有量が約８０重量％であるフルオロポリマー系コーティングを外側表面上に塗布し、隙間を保存しつつ、糸によりコーティングを吸収させる。さらに、コーティングを硬化させずにコーティングを乾燥し、次に、乾燥工程後のコーティングを華氏約７００度以上で硬化させて、外側表面の耐磨耗性を増加させる。

発明のこれらのおよび他の局面、特徴および利点は、以下の現在の好ましい実施形態および最良の形態の詳細な説明、添付の請求項ならびに付随の図面に鑑みて、当業者に容易に明らかとなるであろう。

発明の一つの現在の好ましい実施形態に従って構築された織物スリーブを発熱管の周りに配置して示す斜視図である。 内側壁が、外側壁から軸方向に外側に延ばされた位置で広げられている状態の、スリーブの内側壁および外側壁を示すスリーブの斜視側面図である。 内側壁が外側壁の内側に折り返された状態の、図２と同様の図である。

好ましい実施形態の詳細な説明
図面をより詳細に参照すると、図１から図３は、発明の一実施形態に従って構築された筒状の織物スリーブ１０を示す。スリーブ１０は、保護し、放射熱に対する円周方向のバリアを与えることにより、スリーブ１０が、たとえば、排気管１２などの放射熱源を囲むために用いられる場合に、スリーブ内の細長い部材またはスリーブ１０の外部の部品に保護を与える。熱が排気管１２から外側に放射されることを阻止することにより、たとえば、ワイヤハーネス、センサ、および他の熱に弱い部品（図示せず）などの如何なる近傍の部品も、放射熱による損傷から保護される。織物スリーブ１０は、壁１４を形成するように互いに織り合わされた複数の糸をする。壁１４は、閉じられた（円周方向に連続的な壁）または開放された筒状の壁（スリーブ１０の長手方向軸２２におおむね平行して延びる、重なり合っている対向縁を有する）を与えるように形成され得る。壁１４は、スリーブ１０の対向端２４、２６間の長手方向軸２２に沿って軸方向に延びるキャビティ２０を画定する最外側表面１６および最内側表面１８を有する。壁１４の外側表面１６は、フルオロポリマーが乾燥状態にある間に、実質的に８０重量％以上のフルオロポリマーを含有するコーティング２８を有する。コーティング２８は、スリーブ１０の外側層の最低約２０重量％で塗布されると、最も情緒的（affective）であると考えられる。フルオロポリマー成分に加えて、温度が上昇するにつれてスリーブ１０の耐久性および柔軟性を増加させるために、いくつかの添加剤を用いることができる。当業者は、本開示およびここに記載される望ましいスリーブ特性に鑑みて、少なくとも８０重量％フルオロポリマーを有するさまざまな異なるコーティング２８を導出することができ、その結果、コーティング２８の好適な実施形態を得て、ここに述べられる望ましい機能性スリーブ特性に到達するであろうと考えられる。フルオロポリマー系コーティング２８は、外側表面１６上に塗布され、未硬化または少なくとも完全に硬化していない状態まで乾燥され、使用中などに華氏約７００度以上の温度に晒されると、コーティング２８内のフルオロポリマーは少なくとも部分的に溶融し、完全にまたは実質的に完全に硬化した状態に架橋することにより、マルチフィラメント糸に、地表面による石および瓦礫などの外部磨耗要素からの向上した保護を与える。コーティング２８は、壁１４を形成するマルチフィラメント糸の上に不浸透性表皮（impervious skin）または層を形成しないことが望ましい。連続的な被膜層を形成しないことにより、また、コーティング２８がその上に塗布された糸へ個々に吸収するか密閉するだけのことにより、隣接する糸間に隙間を残すことにより、糸は、コーティング２８が未硬化の状態であるか実質的に未硬化の状態にある限り、それが編まれていても、織られていても、編み組まれていても（braided）、あるいは織り合わされていても、その柔軟性特徴および伸長特徴を織り合わされたままの状態に保持することが可能となる。したがって、コーティング２８が華氏約７００度以上の温度に供されない限り、最外側表面１６、したがって、スリーブ１０は、その完全な、または実質的に完全な柔軟性および伸長特徴を元の織り合わされたままの状態に保持する。

壁１４は、たとえば、編み、織り、もしくは編組み、または不織材料など、如何なる好適な構築方法を用いて構築することもできる。それぞれのパターンおよび／またはステッチの種類は、意図する用途に望ましいように変更することができる。さらに、壁１４は、如何なる好適な長さおよび直径で構築されることもできる。したがって、壁１４は、さまざまな構造特性および構成を有するように構築することができる。たとえば、壁１４は、図中では折り返された構成を有するように示されているが、所望により、単層壁１４として単に構築されてもよい。壁１４は、一つの現在の好ましい構造においては、少なくとも一部を、摂氏約−６０から１４００度の間の範囲の高温環境に耐えるのに好適な耐熱材料により構築することができる。選択されるマルチフィラメント糸のいくつかは、シリカ、ガラス繊維、セラミック、玄武岩、アラミドまたはカーボンなどの鉱物繊維材料により形成されるが、例示であってこれに限定されない。鉱物繊維は、連続繊維構造またはチョップドファイバー構造を有するように提供され得る。極端な熱を有するいくつかの用途においては、スリーブ材料を熱処理して有機分をそこから除去することにより、スリーブ１０の耐熱能力を増加させることが望ましいであろう。

図２に最もよく示されているように、ここでスリーブ１０は、たとえば、外側壁３０および内側壁３２を有するように示され、外側壁３０および内側壁３２は、一体の連続的な材料としてともに取付けられている。内側壁３２は、スリーブ１０が二重壁に仕上げられた構築を有するように、外側壁３０内に受入れられるために折返し可能である。壁３０、壁３２はともに、同じ種類のマルチフィラメント糸から構築することができ、または異なる種類の糸を用いて構築して、異なる機能的特徴を有する壁３０、３２を与えることができる。したがって、外側壁３０は、ある性能基準を満たすように構築され得る一方で、内側壁３２は、異なる性能基準を達成するように構築され得る。

図示する二重壁スリーブ１０においては、内側壁３２は、コーティング２８を含まないか、または実質的に含まないままであり得るため、内側壁３２を構築するために用いられるマルチフィラメントの熱を吸収する能力が最大となる。したがって、内側壁３２は、外側壁３０に対する熱シールドとして作用することができ、それにより、外側壁３０が、内側壁３２と同じ極端な高温に達することを回避する。外側壁３０は、フルオロポリマー系コーティング２８を完全に硬化させるために華氏７００度を超える温度に達することが望ましいが、外側壁３０の温度が、使用中に華氏約１０００度を超える温度に維持されると、コーティング２８の化学的性質が、微視的レベルでマイナスの影響を被る可能性がある。したがって、外側壁３０を華氏７００度を超える温度に達するようにするのが望ましいと考えられるが、外側壁３０が、華氏約１０００度を超える温度で連続的に保たれることを防ぐこともまた望ましいと考えられる。したがって、内側壁３２は、使用中、華氏１０００度を超える温度で都合よく機能し得るが、いくらかの放射熱から外側壁３０を遮蔽する内側壁３２の能力は、スリーブ１０の可使寿命を最大化するのに有益である。

外側壁３０は、浸漬、吹付け、塗装、またはその他の方法などにより、コーティング２８により全体が被覆され得る。コーティング２８が塗布されると、コーティング２８は乾燥され、熱源の援助なしに自然乾燥されるか、または華氏約１００から２００度の間などで、熱を加えることができる。スリーブ１０が完全な柔軟性を保持することが好ましい場合、コーティング２８を十分に加熱してコーティング２８を乾燥させるが、コーティング２８を完全に硬化させるまで十分には加熱しないことが好ましい。外側壁３０上でコーティング２８を乾燥させると、内側壁３２をその中に折り返すことができる。このとき、スリーブ１０はすぐに使用でき、したがって、排気管１２の上に配置され、それにより、コーティング２８は、その後、使用中に加えられる熱により硬化される。しかし、随意に、外側壁３０を組立中に曲げるかまたはさもなければ伸ばす必要がない場合、コーティング２８を乾燥させると、コーティング２８を華氏７００度以上に加熱することができ、これにより、管１２上にスリーブ１０を配置する前に硬化させることもできる。

使用中、内側壁３２は、華氏１０００度を優に超える温度に達し得る一方で、外側壁は、少なくとも約１０分間、華氏７００度を超えて加熱されることが好ましく、それにより、フルオロポリマーが少なくとも部分的に溶融されて、実質的にまたは完全に硬化される。したがって、フルオロポリマー系コーティング２８は、硬化されると、被覆されていない内側壁３２に、外側壁３０の最外側表面１６に影響を与え得る瓦礫による磨耗からの向上した保護を与えることが可能である。したがって、スリーブ１０の可使寿命は、外側壁３０、したがって、内側壁３２が磨耗することを防止することにより延びる。

発明に従って構築されるスリーブアセンブリ１０は、必要とされる寸法および長さとはかかわりなく、さまざまな用途での使用に好適であることが認識されるべきである。たとえば、それらは、自動車、海上、産業、航空もしくは航空宇宙での用途、または、保護スリーブが近傍の部品を熱放射から保護することを望まれる如何なる他の用途にも用いることができる。

上記の詳細な説明は、いくつかの現在の好ましい実施形態に関連し、ここに開示される内容から当業者によって容易に認識可能な他の実施形態が、本明細書に組込まれ、最終的に許可される任意の請求項の範囲内として見なされることが理解されるべきである。

Claims (17)

1. 細長い部材に保護を与えるための織物スリーブであって、
   糸の隣接するフィラメント間に隙間が形成された非熱硬化性糸により全体が形成される筒状の織物壁を備え、前記壁は、外側表面と、細長い部材を受けるための内側キャビティを設ける内側表面とを有し、さらに
   前記外側表面に塗布された約８０重量％のフルオロポリマー含有量を有するフルオロポリマー系コーティングを備え、前記コーティングは、前記隙間が保存された状態で前記外側表面により実質的に吸収され、前記コーティングは、華氏約７００度以上で硬化する、織物スリーブ。
2. 前記非熱硬化性糸は、華氏７００度の最低温度定格を有する、請求項１に記載の織物スリーブ。
3. 前記非熱硬化性糸は、ガラス繊維、玄武岩、セラミック、アラミド、カーボンおよびシリカからなる群から選択される少なくとも１つの鉱物繊維を含む、請求項２に記載の織物スリーブ。
4. 前記非熱硬化性糸は、マルチフィラメントである、請求項１に記載の織物スリーブ。
5. 前記壁は、折り返されて、別々の外側壁層および内側壁層を与え、前記外側壁層は前記外側表面を与え、前記内側壁層は前記内側表面を与える、請求項１に記載の織物スリーブ。
6. 前記内側壁層は、前記フルオロポリマー系コーティングを実質的に含まない、請求項５に記載の織物スリーブ。
7. 熱放射性の細長い部材の周りに織物スリーブを組立てて、スリーブの外側表面上に耐摩耗性コーティングを硬化させる方法であって、
   外側表面および内側表面を有する織物壁を形成する工程と、
   前記外側表面上にフルオロポリマー系コーティングを塗布する工程と、
   前記コーティングを完全に硬化していない状態まで乾燥する工程と、
   前記スリーブの前記壁を、完全に硬化していない状態の間に、前記熱放射性の細長い部材の周りに配置する工程と、
   前記熱放射性の細長い部材上に前記スリーブを配置した後、前記コーティングを華氏約７００度以上の温度で硬化させる工程とを含む、方法。
8. 前記コーティングを前記細長い部材により放射された熱で硬化させる工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 少なくとも８０重量％のフルオロポリマー含有量を有する前記フルオロポリマー系コーティングを提供する工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
10. 外側壁層および内側壁層が折り返された前記壁を設ける工程をさらに含み、前記外側壁層は前記外側表面を与え、前記内側壁層は前記内側表面を与える、請求項７に記載の方法。
11. 前記フルオロポリマー系コーティングを実質的に含まない前記内側壁層を設ける工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 織物スリーブを構築して、その上のコーティングを硬化させる方法であって、
    糸の隣接するフィラメント間に隙間が形成された非熱硬化性糸により全体が形成され、かつ外側表面と、細長い部材を受けるための内側キャビティを設ける内側表面とを有する筒状の織物壁を形成する工程と、
    約８０重量％フルオロポリマー含有量を有するフルオロポリマー系コーティングを前記外側表面上に塗布し、前記隙間を保存しつつ前記糸により前記コーティングを吸収させる工程と、
    前記コーティングを硬化させずに前記コーティングを乾燥する工程と、
    前記乾燥工程後の前記コーティングを華氏約７００度以上で硬化させて、前記外側表面の耐磨耗性を増加させる工程とを含む、方法。
13. 華氏７００度の最低温度定格を有する前記非熱硬化性糸を提供する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. ガラス繊維、玄武岩、セラミック、アラミド、カーボンおよびシリカからなる群から選択される少なくとも１つの鉱物繊維により前記非熱硬化性糸を提供する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記非熱硬化性糸をマルチフィラメントとして提供する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
16. 前記壁を折り返し、別々の外側壁層および内側壁層を与える工程をさらに含み、前記外側壁層は前記外側表面を与え、前記内側壁層は前記内側表面を与える、請求項１２に記載の方法。
17. 前記内側壁層を、前記フルオロポリマー系コーティングを実質的に含まないままにする工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。

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